INFORME DE GRADO YURANIS SUAREZ

DEFINICIÓN DE LA ESTRATEGIA DE REHABILITACIÓN PARA LA VÍA SANTA
MARTA – PARAGUACHÓN ENTRE EL PR64+000 AL 72+000
DE LA RUTA 90-09
TRABAJO DE GRADO
ING. YURANIS CAROLINA SUAREZ REDONDO
UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESPECIALIZACIÓN EN INGENIERÍA DE PAVIMENTOS
BOGOTÁ D.C.
MARZO 2014
1
TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 6
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .............................................................. 7
3.
ANTECEDENTES ............................................................................................ 8
4. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................ 11
5. OBJETIVOS ................................................................................................... 12
5.1
Objetivo General ...................................................................................... 12
5.2
Objetivos Específicos ............................................................................... 12
6. MARCO TEÓRICO ......................................................................................... 14
6.1
MARCO CONCEPTUAL .......................................................................... 14
7. SOLUCIÓN DEL PROBLEMA........................................................................ 16
7.1
8.
METODOLOGÍA ...................................................................................... 16
ANALISIS DE RESULTADOS ........................................................................ 18
8.1
Análisis de Tránsito .................................................................................. 18
8.2
Factor Daño Seleccionado. ...................................................................... 19
8.3
Pronóstico y Proyecciones del Tránsito ................................................... 20
8.4
Descripción de los espesores .................................................................. 23
8.5
Evaluación de deterioros .......................................................................... 24
8.6
Determinación del Índice Superficial del Pavimento ................................ 30
8.7
Descripción de la Deflexión: ..................................................................... 33
8.8
Indice de rugosidad superficial ................................................................. 42
9. DIAGNÓSTICO ...............................................¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.
10. ALTERNATIVAS DE DISEÑO ........................................................................ 45
2
10.1 ESTRUCTURA TÍPICA DEFINIDA........................................................... 47
10.2 ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES ........................................ 47
11. CONCLUSIONES ........................................................................................... 49
3
LISTA DE FIGURAS
Gráfica
No
1:
Localización
general
del
Sector
90-09,
Palomino
Riohacha…………………………………………………………………………………………………….08
Gráfica No 2: Composición Vehicular…………………………………………………………………….19
Gráfica No 3: Proyección Vehicular……………………………………………………………………….21
Gráfica No 4: Daños Consolidados.………………………………………………………………………25
Gráfica No 5: Ahuellamiento.………………………………………………………………………………26
Gráfica No 6: Fisuras Longitudinales….………………………………………………………………....27
Gráfica No 7: Piel de Cocodrilo……..….………………………………………………………………....28
Gráfica No 8: Ojo de Pescado….……..….…………………………………………………………….....29
Gráfica No 9: Exudación……….……..….………………………………………………………………...30
Gráfica No 10: Determinación Índice Superficial………………………………………………………...31
Gráfica No 11: Índice de Fisuración……………………………………………………………………….31
Gráfica No 12: Índice de Deformación...………………………………………………………………….32
Gráfica No 13: Índice Superficial...………………………………………………………………………..32
Gráfica No 14: Deflexión Central y Subrasante….……………………………………………………....34
Gráfica No 15: Comportamiento del cuenco de Deflexiones….……………………………………......36
Gráfica No 16: Comportamiento del área………………………………………………………………....37
Gráfica No 17: Modulo Resiliente de la Subrasante…...………………………………………………...38
Gráfica No 18: Numero Estructural……..……………………………………………………………….....40
Gráfica No 19: Secciones Homogéneas….…………………………………………………………….....41
Gráfica No 20: Índice de Rugosidad Superficial…...…………………………………………………......43
4
–
LISTA DE TABLAS
Tabla No 1: Composición Vehicular………………………………………………………………………….18
Tabla
No
2:
Factor
daño
para
el
corredor
Santa
Marta
Paraguachón
…………………………………………………………………………………………………………………..20
Tabla No 3: TPD Vehículos, Buses y Camiones periodo de diseño .…………………………………..21
Tabla No 4: Ejes equivalentes por tipo de vehículos……………………………………………………..22
Tabla No 5: Descripción Espesores..….……………………………………………………………….…..23
Tabla No 6: Parámetros del cuenco de deflexiones.……………………………………………………..35
Tabla No 7: Secciones homogéneas por deflectometría ….……..….……………………………….....42
Tabla No 8: Rango de calificación…...….………………………………………………………………....43
Tabla No 9: Parámetros………………………….………………………………………………………….45
Tabla No 10: Calculo del SN requerido..…………………………………………………………………..46
Tabla No 11: Parámetros asumidos...……………………………………………………………………..46
5
1. INTRODUCCIÓN
El presente trabajo tiene como fin desarrollar la estrategia de rehabilitación de la
estructura de pavimentos para la vía Santa Marta – Paraguachón, en el sector 9009, entre los PR64+000 al PR72+000 siguiendo los lineamientos descritos en la
GUÍA METODOLÓGICA PARA EL DISEÑO DE OBRAS DE REHABILITACIÓN
DE PAVIMENTOS ASFALTICOS DE CARRETERAS DEL INVIAS del año 2008,
Parte 2.
La evaluación del estado real de la infraestructura vial y la determinación de
estrategias de mantenimiento técnicamente viables, son fundamentales para el
buen desarrollo de cualquier programa de mantenimiento vial nacional; en
consecuencia, tanto las autoridades responsables del mantenimiento como la
Concesión encargada de esta tarea, deben conocer los lineamientos que deben
seguirse para determinar la estrategia de intervención más adecuada para la vía.
En el desarrollo de este proceso se definen las siguientes etapas, según la Guía
Metodológica, enunciada en el primer párrafo: Recolección de información,
Análisis del tránsito, Descripción de los espesores, Análisis de los deterioros,
Descripción de la deflexión y el Índice de rugosidad superficial (IRI) y definición de
la alternativa de intervención.
6
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
De acuerdo al contrato 445-94 la Concesión Santa Marta – Paraguachón debe
cumplir con un índice de estado con valor mínimo de 4.5; el cual es definido por
las medidas realizadas cada seis (06) meses por la Interventoría de los siguientes
parámetros: Rugosidad, Fisuras y grietas, estado de las bermas, zonas laterales,
señalización, ahuellamientos y deformaciones; sin embargo en el tramo
comprendido del PR64+000 al PR72+000 del sector 90-09 se está incumpliendo
este parámetro dado que se presenta piel de cocodrilo en severidad alta,
agrietamientos en carpeta y bermas y datos de rugosidad altos, factores que
disminuyen la capacidad estructural y funcional del pavimento y que pueden
generar accidentes de tránsito, aumento de los tiempos de viaje y disminución del
confort de la vía.
Teniendo en cuenta estos indicadores se plantea realizar este estudio con el fin de
determinar las alternativas de intervención más adecuadas para dar cumplimiento
a los requerimientos contractuales y mejorar el servicio al usuario.
7
3. ANTECEDENTES
3.1 Datos de la concesión
Nombre de la
concesión:
Santa Marta – Paraguachón
Tipo de concesión:
Primera generación
Contrato No:
445 de 1994
Realizar por el Sistema de Concesión los Estudios, Diseños
definitivos, las obras de Rehabilitación de Construcción, la
Objeto:
operación y el Mantenimiento de los sectores Rio Palomino
- Riohacha y Riohacha – Paraguachón y el Mantenimiento y
la operación del Sector Santa Marta – Rio Palomino, ruta 90
en los Departamentos del Magdalena y Guajira.
Entidades del
Concesionario:
Interventor:
Plazo de la concesión
en meses:
Origen – Destino:
Grupo Odinsa, Valorcon
Consorcio BIC 2014
195
Santa Marta – Paraguachón
Figura 1. Localización general del Sector 90-09 Palomino - Riohacha
Fuente: http://www.invias.gov.co/images/mapas/imagenes_red_vial/10052012/15_magdalena.html
8
3.2 Ubicación Del Tramo a Evaluar.
El sector 90-09 está comprendido entre Rio Palomino, en donde se localiza el
PR00+000 con coordenadas 11°14’39’’ N y 73°33’45” W, y la ciudad de Riohacha
en donde se localiza el PR90+000 con coordenadas 11°32’39” N y 72°54’25’’ W,
Este tramo tiene una longitud de noventa (90) KM y ancho promedio de 3.7 m
correspondiente de una calzada sencilla de un carril por sentido de circulación.
El tramo del PR64+000 al PR72+000 con coordenadas 11°25’0” N y 73°3’0” W,
está ubicado dentro del Sector 90-09 que inicia en Palomino en el K0+000, cruza
los pueblos de Rio Ancho, Mingueo, el Municipio de Dibulla, Campana, Las Flores,
Puente Bomba y llega al municipio de Riohacha en el K85+000, que corresponde
a la Ruta 90 de la Territorial Guajira No 13 y se desarrollo sobre una topografía
plana.
3.2.2 Intervenciones en la Vía
Teniendo en cuenta la información entregada por la Concesión Santa Marta –
Paraguachón,
las
intervenciones
realizadas
pueden
discriminarse
como
intervención de rehabilitación (realizada únicamente, en la etapa de construcción,
al recibir la vía del estado) y mantenimiento mayores, que incluyen sobre carpeta y
parcheos, mantenimiento rutinario y periódico.
Para el caso particular del tramo en estudio ubicado en la vía Palomino –
Riohacha, comprendido entre el PR64+000 y el PR72+000, la Concesión ha
realizado las siguientes intervenciones:
•
Rehabilitación: Se realizó el reciclado del material granular existente, que
en su momento variaba entre diez (10) y treinta y cinco (35) cm, con
inclusión de cal para mejorar la condición de plasticidad de los suelos.
9
Sobre este material se construyó quince (15) cm de base estabilizada con
asfalto y se construyó una sobrecarpeta que variaba entre diez (10) y doce
(12) cm.
•
Mantenimiento Mayores: En el sector de estudio se han realizado
intervenciones de fresado de la carpeta de rodadura, entre cinco (05) y
doce (12) cm y la restitución de la misma en espesores entre ocho (08) y
dieciocho (18) cm como máximo.
10
4. JUSTIFICACIÓN
En el sector 90-09, exactamente en el tramo comprendido del PR64+000 al
PR72+000, se evidencian deterioros en forma representativa como piel de
cocodrilo, fisuras transversales y longitudinales en extensión y severidad alta,
exudación, desgaste, ojos de pescado, grietas, daños en las bermas, etc., por lo
anterior, se hace necesario definir alternativas de intervención para mejorar la
condición superficial del pavimento lo que incrementará la calificación en el índice
de estado medido por la Interventoría, con lo que se cumplirán los acuerdos
contractuales.
11
5. OBJETIVOS
5.1 Objetivo General
Definir alternativas de intervención para la rehabilitación de la estructura de
pavimentos para la vía Santa Marta – Paraguachón entre el tramo comprendido
desde el PR64+000 al PR72+000 del sector 90-09, siguiendo los lineamientos de
la GUÍA METODOLÓGICA PARA EL DISEÑO DE OBRAS DE REHABILITACIÓN
DE PAVIMENTOS ASFALTICOS DE CARRETERAS DEL INVIAS DEL año 2008.
5.2 Objetivos Específicos
•
Recolección de información y antecedentes para el desarrollo del
diagnóstico y rehabilitación de la vía Concesión Santa Marta –
Paraguachón entre los PR64+000 al PR72+000 en el sector 90-09.
•
Análisis del variable tránsito para determinar las cargas que soportará la
estructura de pavimento en el periodo de diseño.
•
Registro de deterioros superficiales de la carpeta asfáltica y evaluación de
los mismos bajo la metodología descrita en la GUÍA METODOLÓGICA
PARA EL DISEÑO DE OBRAS DE REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS
ASFÁLTICOS DE CARRETERAS.
•
Evaluación de la rugosidad de la carpeta existente como medida de la
serviciabilidad del pavimento al usuario.
•
Evaluación de la deflexión de la estructura bajo repeticiones de una carga
estándar equivalente a 8.2 Toneladas.
12
•
Evaluación funcional y estructural del pavimento existente.
•
Formación de alternativas de intervención para la rehabilitación del
pavimento.
13
6. MARCO TEÓRICO
La GUÍA METODOLÓGICA PARA EL DISEÑO DE OBRAS DE REHABILITACIÓN
DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS DE CARRETERAS, es un documento técnico
que describe las etapas que deben seguirse para el adecuado proceso del diseño
de rehabilitación de un pavimento asfaltico.
La evolución de la Guía se ha producido gracias a la necesidad de definir técnicas
de evaluación, diagnóstico y diseño, pautas de trabajo precisas y uniformes para
atender los requerimientos de intervención de las vías, mantener un adecuado
comportamiento desde el punto de vista funcional y estructural de la misma,
manteniendo estándares técnicos exigidos por la normatividad vigente y sean
económicamente viables. Es así como la rehabilitación de pavimentos ha
adquirido gran importancia, ya que al implementar actividades de rehabilitación
adecuadas se logran ahorros en los costos de mantenimiento, se reducen los
costos de operación y además se prolonga la vida útil del pavimento.
6.1 MARCO CONCEPTUAL
Siguiendo los lineamientos de la Guía Metodológica, se determinarán las
intervenciones técnicamente más adecuadas para la solución del problema, para
tal efecto se seguirán tres ítems básicos:
6.1.2 Recolección
de
información:
Corresponde
a
la
recopilación
de
información con el propósito de determinar las causas de los deterioros del
pavimento, estimar los requerimientos estructurales y funcionales del mismo, y
estimar las cantidades de obra por ejecutar.
14
6.1.2.1 Evaluación de la Condición Global del pavimento: Corresponde a la
información que permite desarrollar las estrategias más apropiadas de
intervención así como la definición de las causas de los deteriores. De igual
manera esta información permite evaluar la progresión de los deterioros y las
consecuencias de postergar las rehabilitaciones.
6.1.2.2 Selección de Técnicas de Rehabilitación: El propósito de estas técnicas
es determinar los tratamientos que mejor se ajustan a la corrección de los
defectos existentes y permitan lograr los mejoramientos deseados, tanto en
capacidad funcional como estructural del pavimento.
15
7. SOLUCIÓN DEL PROBLEMA
Para dar cumplimiento al índice de estado y cumplir con los requerimientos de la
Agencia Nacional de Infraestructura ANI, del corredor vial Santa Marta –
Paraguachón en el tramo en estudio, ubicado entre el PR64+000 al PR72+000 del
Sector 90-09, se realizará un estudio de acuerdo a la metodología definida por el
INVIAS y así reducir los tiempos de viajes, mejorar el confort de la vía y disminuir
la accidentalidad, dando así solución a la problemática planteada inicialmente.
7.1 METODOLOGÍA
7.1.1 Recolección de información: La información con la que se cuenta para
realizar el diagnóstico del tramo comprendido entre el sector PR64+000 al
PR72+00 del sector 90-09, fue suministrada por la Concesión Santa Marta –
Paraguachón desde el año 1994 y corresponde a:
•
Análisis de tránsito: Registro de tránsito a partir del año 2003 hasta el
2013 tomada de la Estación del Peaje Ebanal ubicado en el PR54+000 del
sector 90-09.
•
Descripción de los espesores: El sector 90-09, específicamente el tramo
comprendido del PR64+000 al PR72+000 cuenta con datos históricos de
espesores de la estructura de pavimento durante los diecinueve (19) años
de la vía concesionada, lo que genera una variable de análisis para el
comportamiento de la estructura del pavimento en este lapso.
•
Deterioros: El inventario de los daños funcionales y estructurales del
pavimento, tomados por la interventoría en el mes de noviembre del 2013.
•
Descripción de la deflexión: Se evaluará la deflexión del pavimento
medición realizada en el mes de Agosto del año 2013, lo que permitirá
16
conocer la capacidad estructural existente de la estructura, por lo tanto, su
vida residual.
•
Medida del perfil y rugosidad: La rugosidad de un pavimento permite
determinar el comportamiento superficial del mismo y el grado de confort
que este brinda al usuario, se evaluará la información entregada por la
interventoría en el mes de noviembre del año 2013.
17
8. ANALISIS DE RESULTADOS
8.1
Análisis de Tránsito
A partir de la información registrada por parte de la estación de peaje de
Ebanal, se determinará el tráfico promedio diario (TPD), composición
vehicular, los factores daños por tipo de vehículos y el número de ejes
equivalentes de 8.2 ton en un periodo comprendido entre el año 2014 y el
2024, para un total de diez (10) años.
8.1.1 Tránsito promedio diario (TPD) y composición vehicular: A continuación
se describe el tránsito promedio diario (TPD) y composición vehicular para el
tramo comprendido del PR64+000 al PR72+000 del sector 90-09, así mismo
esta información se utilizará como tránsito para determinar las alternativas de
rehabilitación.
En la tabla No 1 se puede observar la composición vehicular discriminada por
tipo de vehículo.
Tabla No 1. Composición Vehicular
Composición Vehicular
Estación
Ebanal
Sector
90-09
TPD
225.783
Autos
Buses
C2P
C2G
C3
C3S2
C3S3
55%
16%
7%
5%
2%
3%
12%
18
A continuación en la Figura No 2 se puede evidenciar la composición vehicular del
sector 90-09, así mismo se concluye que del cien (100%) de los vehículos que
transitan por este tramo el cincuenta y cinco (55%) corresponden a autos, los
buses con un porcentaje del dieciséis (16%) y en la categoría de los camiones el
que más circula es el tipo C3S3 con un porcentaje del doce (12%).
Composición Vehicular
3%
12%
AUTOS
2%
BUSES
5%
C2P
C2G
7%
55%
C3
C3S2
16%
C3S3
Figura No 2. Composición Vehicular
Representativamente los autos no generan una cargan importante para la
estructura del pavimento, condición favorable para la vía concesionada, de igual
manera puede decirse que los vehículos de mayor carga y daño al pavimento
(Categorías C3, C4, C5, C6) representan un diecisiete (17%) de la composición
vehicular.
8.2
Factor Daño Seleccionado: Desafortunadamente no fue posible contar
con la información de carga del peaje del Ebanal, por lo que se decidió tomar
valores de factores daño tipo definidos por la metodología AASTHO y Universidad
del Cauca.
19
Para determinar los factores daño se hace necesario determinar la relación entre
el peso de cada uno de los ejes de circulación, referido al peso máximo del eje
patrón.
Debido a que las cargas que circulan por este corredor vial son diferentes
debido a la diversidad de camiones, se es necesario referenciarla a una carga de
8.2 Ton. A continuación en la tabla No 2 se muestra los factores de daño tomados
por la Concesión Santa Marta – Paraguachón:
Tabla No 2. Factores Daño para el corredor Santa Marta –Paraguachón
Factor Daño
Tipo de
Vehículo
Método
Simplificado
AASTHO
Factor Seleccionado
Método
Universidad
AASTHO
Del Cauca
Peaje Ebanal
PR64+000 al
PR72+000
Buses
1
1
1
C2P
1.14
1.14
1.14
C2G
1.18
1.13
3.44
3.44
3.44
C2-S1
1.13
1.01
3.37
3.37
3.37
C2-S2
0.92
0.86
3.42
3.42
3.42
C3
2.20
2.18
3.76
3.76
3.76
C3-S1
0.41
0.31
3.37
3.37
3.37
C3-S2
2.31
2.14
4.40
4.40
4.40
C3-S3
3.40
3.38
4.72
4.72
4.72
C4
2.17
2.28
6.73
6.73
6.73
.
8.3
Pronóstico y Proyecciones del Tránsito
De acuerdo con la información del tránsito suministrada por la concesión Santa
Marta – Paraguachón de la estación de peaje el Ebanal de los últimos diez (10)
años, se concluyó que la tasa de crecimiento para el tramo comprendido del
PR64+000 al PR72+000 del sector 90-09 es del cuatro (4%).
20
A continuación se puede evidenciar en la figura No 3, la proyección vehicular de la
estación de peaje el Ebanal:
PROYECCIÓN VEHICULAR
26,000.00
24,000.00
22,000.00
TPD
20,000.00
Camiones
18,000.00
Vehiculos
16,000.00
14,000.00
12,000.00
10,000.00
2014
2015
2016
2017
2018
2019
AÑO
2020
2021
2022
2023
2024
Figura No 3. Proyección Vehicular
En la tabla No 3 se puede evidenciar el tráfico promedio diario para los vehículos,
buses y camiones de acuerdo a la tasa de crecimiento anteriormente mencionada,
para cada año del periodo de diseño comprendido desde el año 2013 al 2023.
Tabla No 3. TPD Vehículos, Buses y Camiones periodo de diseño.
Año
TPD Vehículos
TPD Camiones
2013
17,688.32
10,831.26
2014
18,395.85
11,264.51
2015
19,131.69
11,715.09
2016
19,896.95
12,183.69
21
Año
TPD Vehículos
TPD Camiones
2017
20,692.83
12,671.04
2018
21,520.55
13,177.88
2019
22,381.37
13,705.00
2020
23,276.62
14,253.20
2021
24,207.69
14,823.32
2022
25,175.99
15,416.26
2023
17,688.32
10,831.26
8.2.4 Calculo de ejes equivalentes
El factor vehicular de deterioro se puede definir como el número de ejes simples,
de rueda doble, de 80KN (8.2) toneladas, que producirán en el pavimento un
deterioro equivalente al ocasionado por la circulación de un vehículo comercial 1. A
continuación en la tabla No 4 se puede evidenciar el número de ejes equivalentes
para el primer y décimo año por tipo de vehículo.
Tabla No 4. Ejes equivalentes por tipo de vehículos.
Tipo de Vehículo
TPD
Tránsito en el
Tránsito en el
primer año
décimo año
Tránsito en el periodo
de diseño ejes
Equivalentes
Buses
272
99.280
138.992
1.191.360
C2P
155
64.495
90.294
773.946
C2G
66
82.869
116.017
994.435
C3
50
68.620
96.068
823.440
C3S2
68
109.208
152.891
1.310.946
C3S3
191
329.054
460.676
3.948.657
TOTAL:
TRÁNSITO PARA EL DISEÑO:
9.042.334
6
4.521.167 = 4.52 X 10
1 Guía metodológica para el diseño de obras de rehabilitación de pavimentos asfalticos de carreteras – INVIAS – Numeral
2.3.8 – Pagina 54.
22
De acuerdo con la tabla anterior el tránsito en ejes equivalentes para el periodo de
diseño de diez (10) años es de 9.04x106, sin embargo debido a que se considera
que la mitad de los vehículos circula en una dirección se tiene que el tránsito para
el diseño es de 4.52x106 y como la vía solo tiene un carril por dirección este acoge
el 100% del tránsito circulante en dicha dirección.
8.4
Descripción de los espesores
Teniendo en cuenta las intervenciones ejecutadas en el tramo comprendido del
PR64+000 al PR72+000 del sector 90-09
desde el inicio del contrato de
concesión 445-94:
•
Rehabilitación: Se realizó el reciclado del material granular existente, que
en su momento variaba entre diez (10) y treinta y cinco (35) cm, con
inclusión de cal para mejorar la condición de plasticidad de los suelos.
Sobre este material se construyó quince (15) cm de base estabilizada con
asfalto y se construyó una sobrecarpeta que variaba entre diez (10) y doce
(12) cm.
•
Mantenimiento Mayores: En el sector de estudio se han realizado
intervenciones de fresado de la carpeta de rodadura, entre cinco (05) y
doce (12) cm y la restitución de la misma en espesores entre ocho (08) y
dieciocho (18) cm como máximo.
En la tabla No 5, se pueden observar los espesores existentes del tramo en
estudio comprendido del PR64+000 al PR72+00 del sector 90-09:
Tabla No 5. Descripción de Espesores.
Desde
Hasta
Rodadura (cm)
K64+000
K65+000
25
23
Base Granular
Subbase
(cm)
granular (cm)
14
8.5
Base Granular
Subbase
(cm)
granular (cm)
20
6
10
K67+000
25
10
K70+000
K70+300
15
12
13
K70+300
K71+000
15
11
10
K71+000
K72+000
20
10
Desde
Hasta
Rodadura (cm)
K65+000
K66+000
K66+000
Evaluación de deterioros
La clasificación y la cuantificación de los deterioros se realizan con base en el
método VIZIR de acuerdo a los lineamientos de la Guía Metodológica para el
Diseño de Obras de Rehabilitación de Pavimentos – Segunda Edición de 2008 en
el cual clasifica los deterioros de los pavimentos asfálticos en dos grandes
categorías, A y B.
Los deterioros del tipo A caracterizan una condición estructural del pavimento,
que consiste en degradaciones debidas a insuficiencia en la capacidad estructural
de la calzada, cuyo remedio suele requerir el conocimiento de otros criterios de
valoración (ensayos de resistencia o de respuesta, deflexiones, etc.). Estos
deterioros comprenden las deformaciones y los fisuramientos motivados por
asuntos distintos a la fatiga, los desprendimientos y los afloramientos.
Los deterioros del tipo B es en gran parte tipo funcional y su origen se encuentran
más bien, en deficiencias constructivas y en condiciones locales particulares que
el tránsito ayuda a poner en evidencia. Entre estos deterioros se pueden citar los
fisuramientos motivados por asuntos distintos a la fatiga, los desprendimientos y
los afloramientos.
8.5.1 Evaluación de deterioros de pavimento.
A continuación se relacionan los daños presentados en el tramo comprendido
entre el PR64+000 al PR72+000 de acuerdo a su porcentaje:
24
Daños Consolidados
Ojos de
Ahuellamiento
Exudación 1.8%
Pescado 1.2%
2.6%
Fisuras de
Borde 2.7%
Fisuras
Longitudinales
8.2%
Bacheos 5.9%
Piel de Cocodrilo
7.8%
Figura No 4. Daños Consolidados
De acuerdo con la Figura anterior, se evidencia que el daño predominante en
toda el área evaluada en el tramo en estudio son las fisuras longitudinales con un
porcentaje del 8.2%, seguida de piel de cocodrilo con un porcentaje del 7.8%, el
bacheo con un 5.9%; los daños identificados como fisuras de borde, ojos de
pescado, exudación y ahuellamiento tienen un porcentaje muy bajo con respecto a
los anteriores con un valor máximo del 2.7%.
8.5.1.1
Ahuellamiento
El ahuellamiento es una depresión en la superficie de las huellas de las ruedas,
este se deriva de una deformación permanente en cualquiera de las capas del
pavimento o la Subrasante, usualmente producida por consolidación o movimiento
lateral de los materiales debido a la carga del tránsito.
25
Ahuellamiento
9%
8%
7%
6%
5%
3
4%
2
3%
1
2%
1%
0%
Figura No 5. Ahuellamiento
De acuerdo a la Figura anterior, se puede observar que la severidad más
predominante en este tipo de daño es la severidad baja con un valor máximo del
6%, y se encuentra distribuida entre el PR64+000 al PR66+000 y del 68+500 al
PR70+000; así mismo la severidad alta se encuentra desde el PR64+000 al
PR66+000 y del PR69+500 al PR72+000 con un valor máximo del 3% y la
severidad media representa la menor área afectada en este tramo como un valor
máximo del 3%. Cabe aclarar que desde el PR66+000 al PR68+000 no se
presenta ningún daño tipo ahuellamiento.
8.5.1.2
Fisuras Longitudinales
Las fisuras longitudinales son paralelas al eje del pavimento o a la dirección de la
construcción.
26
Fisuras Longitudinales
30%
25%
20%
3
15%
2
10%
1
5%
0%
Figura No 6. Fisuras Longitudinales
De acuerdo a la Figura anterior, las fisuras longitudinales se presentan en
diferentes grado de severidad en todo el tramo en estudio, comprendido entre el
PR64+000 al PR72+000, siendo la severidad baja la más predominante en este
sector, con un valor máximo del 5%; cabe aclarar que la severidad alta se
presenta desde el PR64+000 al PR69+500 en un porcentaje más alto comparado
con la severidad baja y media, siendo su valor máximo del 15%.
8.5.1.3
Piel de Cocodrilo
La piel de cocodrilo es una seria de grietas interconectadas cuyo origen es la falla
por fatiga de la capa de rodadura asfáltica bajo acción repetida de las cargas de
tránsito.
27
Piel de Cocodrilo
30%
25%
20%
3
15%
2
10%
1
5%
0%
Figura No 7. Piel de Cocodrilo
Según la figura anterior, la piel de cocodrilo se presenta desde el PR67+000 al
PR71+500, siendo la severidad alta con mayor porcentaje con un valor máximo
del 20%; así mismo, la severidad media y baja se presenta en valores similares
siendo el 10% su valor máximo.
8.5.1.4
Ojos de pescado
Los ojos de pescado son depresiones pequeñas en la superficie del pavimento,
usualmente con diámetros menores que 0.90m y con forma de tazón.
28
Ojos de Pescao
5%
4%
4%
3%
3%
2%
2%
1%
1%
0%
3
2
71500
71000
70500
70000
69500
69000
68500
68000
67500
67000
66500
66000
65500
65000
64500
64000
1
Figura No 8. Ojo de Pescado
De acuerdo con la figura anterior, este daño no es tan representativo en el tramo
en estudio, debido a que se presenta entre los tramos comprendidos desde el
PR64+000 al PR65+500 y del PR70+000 al PR71+500, siendo la severidad alta la
más predominante con una valor del 4%, mientras que la severidad media y baja
se presentan en valores máximo hasta el 3%.
8.5.1.5
Exudación
La exudación es una película de material bituminoso en la superficie del
pavimento, la cual forma una superficie brillante, cristalina y reflectora que
usualmente es pegajosa.
29
Exudación
7%
6%
5%
4%
3
3%
2
2%
1
1%
0%
Figura No 9. Exudación
De acuerdo con la figura anterior, este daño solo se presenta entre el PR64+000
al PR66+000, siendo la severidad baja y media la más predominante con un valor
máximo del 4%; la severidad alta se presenta en un valor máximo del 6% a
excepción del punto comprendido entre el PR64+000 al PR65+000.
8.6
Determinación del Índice Superficial del Pavimento
Luego de realizar la evaluación de los deterioros se determina el Índice Superficial
de Pavimento (Is) con base en el Índice de Fisuración (If), el cual depende de la
gravedad y la extensión de los fisuramientos de tipo estructural en cada zona
evaluada y el del Índice de deformación (Id), el cual depende, de la gravedad y
extensión de las deformaciones de origen estructural. La combinación de estos
índices da lugar a un primer índice de calificación de deterioro de la calzada, el
cual debe ser corregido en función de la extensión y de la calidad de los trabajos
de parcheo y bacheo. Efectuada esta corrección, se obtiene el Indice Superficial
del Pavimento (Is), el cual califica la calzada en la longitud escogida para el
cálculo. El valor del Is varía entre 1 y 7 y su cálculo se realiza de la manera que se
muestra a continuación:
30
Figura No 10 Determinación del Índice de Deterioro Superficial – Fuente: Guía Metodológica
de Rehabilitación.
En las siguientes figuras se puede observar, el índice de fisuración y deformación;
así mismo el Índice Superficial del tramo en estudio.
If
4.5
4
3.5
3
2.5
2
If
1.5
1
0.5
0
Figura No 11. Índice de Fisuración
31
Id
3.5
3
2.5
2
1.5
Id
1
0.5
0
Figura No 12. Índice de Deformación
Is
8
7
6
5
4
Is
3
2
1
0
Figura No 13. Índice Superficial de Pavimento
Según la figura anterior, el Índice Superficial de Pavimento presenta un sector
homogéneo, el cual inicia en el PR64000 al PR71+500, con un valor de Is de 5;
cabe aclarar que se presenta un punto alto el cual hay que revisar y está ubicado
entre el PR71+500 al PR72+00, con un valor máximo de Is de 7. Estos valores es
un indicativo de pavimento con abundantes fisuramientos de origen estructural,
32
cuyo deficiente estado superficial posiblemente exija la ejecución de trabajos
importantes de rehabilitación.
8.7
Descripción de la Deflexión:
En julio de 2013, la empresa GEVIAL S.A.S realizó la medición de la deflexión a lo
largo de todo el proyecto mediante el empleo del equipo HWD DYNATEST 8082101, el cual permite registrar de forma automática el cuenco de deflexiones
mediante el uso de siete (7) sismómetros distribuidos a distancias de 0.30 m cada
uno.
El principio del equipo consiste en aplicar una carga dinámica en el pavimento
(para el presente proyecto 40 KN) causada por la caída una masa sobre un plato
circular (diámetro 0.30 m), cuya superficie de contacto se asemeja al de la rueda
de un camión. Las deflexiones producidas son medidas por medio de un grupo de
sismómetros, ubicados directamente bajo el plato de carga (D0) y a distancias de
0.30, 0.60, 0.90, 1.20, 1.50 y 1.80 m de distancia del centro del mismo.
En cada punto de medición se realizaron dos (2) mediciones de deflexión,
asegurando de esta manera la repetitividad de los resultados dentro de un
intervalo de desviaciones aceptable, considerándose el valor promedio en el
procesamiento de la información.
A continuación se presenta el comportamiento de la estructura según la variación
de la deflexión central del pavimento (D0), corregidos por carga y temperatura con
la deflexión de la Subrasante, estos corregidos por carga únicamente en el tramo
comprendió del PR64+000 al PR72+000 del sector 90-09.
33
800.00
700.00
600.00
500.00
400.00
300.00
200.00
100.00
74000
73000
72000
71000
70000
69000
68000
67000
66000
d sub
do car
65000
64000
63000
0.00
Figura No 14 Gráfica de la deflexión central y deflexión de la Subrasante Tramo PR64+000 al
PR72+000 Sector 90-09.
De acuerdo con la figura anterior, se puede concluir que los resultados de la
deflectometría son heterogéneos durante todo el tramo comprendido entre el
PR64+000 al PR72+000 y que se encuentran entre los 50 y 1.000 micrones lo que
evidencia un pavimento con poca capacidad, observándose así mismo, que dentro
del tramo comprendido del PR64+000 al PR65+000 las deflexiones que presenta
la Subrasante varían entre los 110 y 300 micrones siendo este el sector más
crítico, lo que muestra una capacidad portante de media a pobre.
8.7.1 Comportamiento del cuenco de deflexiones
La evaluación del cuenco de deflexiones mediante la utilización de algunos
parámetros del mismo permite estimar la condición relativa del pavimento
asfáltico. Para esta evaluación se estiman los siguientes parámetros:
34
Tabla No. 6. Parámetros del cuenco de deflexiones 2
Parámetro
Formula
Indicador
Índice de Curvatura
ICS = D0 – D300
Da una idea de la rigidez de las
superficial
Índice de daño de la base
capas asfálticas
IDB = D300 – D600
Deformación compresiva de la
base granular
Índice de curvatura de la
ICB = D600 – D900
Deformación compresiva de la
base
subrasante
Para los pavimentos flexibles valores superiores a los 150 micrones en los valores
del IDB indican posibles deficiencias de la capa de base, mientras que valores
superiores a los 80 micrones en los valores del ICB representan una condición
pobre de la subrasante.
De igual manera se evaluará el área de curvatura del cuenco de deflexiones con el
fin de determinar la rigidez relativa del pavimento y su soporte
2
REF. GUIA METODOLOGICA PARA EL DISEÑO DE REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS ASFALTICOS DE CARRETERAS
35
400.00
350.00
300.00
250.00
200.00
150.00
100.00
50.00
d0-d30
d30-d60
74000
73000
72000
71000
70000
69000
68000
67000
66000
65000
64000
63000
0.00
d90-60
Figura No 15 Comportamiento del cuenco de deflexiones. Tramo PR64+000 al PR72+000
Sector 90-09.
Según la Figura No 15, se puede concluir que el parámetro IDB presenta
dispersiones altas ubicadas entre los PR64+000 al PR66+000, del pR69+500 al
PR71+000 y el PR72+000, es decir, mayores a 100 micrones, lo que indica la
posibilidad de un comportamiento deficiente en la base granular, presentando así
mismo valores inferiores o iguales a 100 micrones, en los tramos del PR66+000 al
PR69+500.
Así mismo el parámetro ICB, presenta valores mayores a los 50 micrones lo que
indica que presenta una condición pobre en la Subrasante en casi todo el tramo
en estudio comprendido del PR64+000 al PR72+000 del sector 90-09.
36
Por último el ICS, presenta valores mayores a 200 micrones en los tramos
comprendidos del PR64+000 al PR65+000 y del PR69+000 al PR71+000 lo que
indica que presenta una capa asfáltica no muy rígida debido al poco aporte
estructural de las capas granulares. Sin embargo del PR65+000 al PR69+000 y
del PR71+000 al PR72+000, se evidencia valores inferiores a los 200 micrones, lo
que muestra una capa asfáltica rígida.
AREA
50.00
45.00
40.00
35.00
30.00
25.00
20.00
15.00
10.00
5.00
74000
73000
72000
71000
70000
69000
68000
67000
66000
65000
64000
63000
0.00
AREA
Figura No 16 Comportamiento del Área.
De acuerdo a la figura No 16, los valores del área predominante se encuentran
entre el 15 y 25 y teniendo en cuenta los valores de los espesores de las capas
que se describen en la Tabla No 5 de este documento, demuestra una capacidad
estructural baja.
8.7.2 CAPACIDAD ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO
El análisis de la capacidad estructural se realizó siguiendo los lineamientos
descritos en la metodología AASHTO 1993 para el retro cálculo de deflexiones. A
37
partir de este retro cálculo es posible determinar el módulo resiliente de la
subrasante, el módulo equivalente del pavimento y el número estructural efectivo.
8.7.2.1
Módulo Resiliente de la Subrasante (MR)
Con las deflexiones obtenidas a una distancia considerable del plato de carga, se
puede obtener por retro cálculo el valor del módulo resiliente de la subrasante,
mediante la siguiente ecuación:
MR =0.24*Pdr *r
Donde:
MR
:
Módulo resiliente de la subrasante retro calculado, psi.
P
:
Carga aplicada, libras.
dr
:
Deflexión obtenida a la distancia r del plato de carga, pulgadas.
r
:
Distancia al plato de carga.
4,500.00
MR Subrasante
4,000.00
3,500.00
3,000.00
2,500.00
2,000.00
1,500.00
1,000.00
0.00
k64+0…
k64+3…
k64+7…
k65+0…
k65+3…
k65+7…
k66+0…
k66+3…
k66+7…
k67+0…
k67+3…
k67+7…
k68+0…
k68+3…
k68+7…
k69+0…
k69+3…
k69+7…
k70+0…
k70+3…
k70+6…
k71+0…
k71+3…
k71+6…
k72+0…
k72+3…
k72+6…
500.00
MR Subrsante
Figura No 17 Modulo Resiliente de la Subrasante
38
8.7.2.2
Módulo Efectivo del Pavimento (EP)
Si el valor de módulo resiliente de la subrasante y el valor del espesor del
pavimento son conocidos, el valor del módulo efectivo del pavimento, incluidas
todas sus capas, puede ser determinado usando la deflexión medida en el centro
de carga, empleado la siguiente ecuación de la AASHTO 1993:
1
⎡1⎤⎫
⎧
2
⎤ ⎢
⎪⎡
D ⎥⎪
⎪⎢
⎥ ⎢ �1+ �A � ⎥⎪
1
⎥+⎢
⎥
d0 =1.5*P*A* ⎢
E
2
⎨⎢
⎥ ⎢
P
⎥⎬
3
⎥⎪
⎪⎢MR *�1+ �D � EP � ⎥ ⎢
A MR ⎦ ⎢
⎪⎣
⎥⎪
⎩
⎣
⎦⎭
Donde:
d0:
Deflexión medida en el centro del plato de carga, normalizada a una
temperatura de 20°C y a una carga de 40 kN, pulgadas.
P:
Presión del plato de carga, psi.
A:
Radio del plato de carga, pulgadas.
D:
Espesor de las capas del pavimento, pulgadas.
MR:
Módulo resiliente de la subrasante retro calculado, psi.
EP:
Módulo efectivo de todas las capas del pavimento sobre la subrasante, psi.
El módulo efectivo del pavimento (EP), es calculado mediante iteraciones
sucesivas de posibles valores, hasta que la igualdad de la ecuación anterior se
cumpla.
8.7.2.3
Número Estructural Efectivo (SNE)
El número estructural efectivo es una valoración de la capacidad estructural del
pavimento en función del espesor total y el módulo efectivo, el cual está dado por
la siguiente relación:
39
3
SNE=0.0045D�EP
Donde:
D:
Espesor de las capas del pavimento, pulgadas.
Ep:
Módulo efectivo de todas las capas del pavimento sobre la subrasante, psi.
En la Investigación: “Determinación de un factor de corrección para el número
estructural efectivo en pavimentos flexibles” obtenido a partir de información del
ensayo de deflectometría del Ingeniero Juan Carlos Afanador Caicedo, de la firma
de consultoría Geotecnia y Cimentaciones, trabajo presentado en el VIII Simposio
Colombiano sobre Ingeniería de Pavimentos, se determinó que el número
estructural obtenido por deflectometría debe ser afectado por un valor de
reducción para obtenerse el valor comparativo con el SN teórico o SN por capas.
SN AASTHO
20.00
18.00
16.00
14.00
12.00
10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
Figura No 18 Número Estructural
40
74000
73000
72000
71000
SN AASTHO
70000
69000
68000
67000
66000
65000
64000
63000
0.00
Según a la figura anterior los valores del SN del tramo en estudio comprendido del
PR64+000 al PR72+000, varían entre 2 y 8.
8.5.1.4 SECCIONES HOMOGÉNEAS DE COMPORTAMIENTO
Las secciones homogéneas de comportamiento se determinan siguiendo los
lineamientos de la metodología de diferencias acumuladas, tomando como datos
de entrada el valor de la deflexión central. Para el caso en estudio el cambio de
pendiente determina el cambio de sección homogénea.
1400.0
10,000
Deflexion
Tramificacion
0
Valor Medio
1200.0
CumSum
Pendiente Media
-10,000
1000.0
-20,000
800.0
629.2
623.5
-40,000
576.0
600.0
477.7 470.2
467.6
406.8
-50,000
417.9
397.5
358.9
400.0
-60,000
216.7
125.8
84.9
90.000
-70,000
80.000
30.000
20.000
10.000
0.000
90.1
360.0
252.6
70.000
135.5
354.1
211.5
60.000
144.6
50.000
200.0
325.9
322.0
281.9
236.6
325.2
283.4
276.0269.7 283.5
253.3
40.000
300.3
0.0
Cum sum
Deflexión
-30,000
-80,000
Distancia
Figura No 19 Secciones Homogéneas
Teniendo en cuenta los resultados de la figura anterior y consolidando sólo la
información correspondiente del tramo en estudio comprendido del PR64+000 al
PR72+000 del sector 90-09, tenemos que:
41
Tabla No 7 Secciones Homogéneas por deflectometría
Tramo
P.R.
Inicial
P.R. Final
Valor
Medio
Desv.
típica
Mínimo
Máximo
Coeficiente
de
variación
Varianza
Nivel
Significancia
Nivel de
Confianza
1
64.000
65.100
623.5
239.4
221.2
1,165.3
0.38
57,314.1
2.51%
97.49%
2
65.150
67.501
311.4
108.5
183.9
645.4
0.35
11,761.6
0.00%
100.00%
3
67.550
68.950
252.6
98.3
116.2
510.0
0.39
9,670.2
1.54%
98.46%
4
69.000
69.649
354.8
170.3
127.8
717.6
0.48
29,002.6
4.52%
95.48%
5
69.700
71.050
477.7
175.3
175.2
753.3
0.37
30,738.3
3.18%
96.82%
6
71.050
71.750
299.7
101.3
191.2
531.2
0.34
10,269.7
0.01%
99.99%
7
71.800
72.448
417.9
174.1
168.1
851.3
0.42
30,311.7
3.33%
96.67%
8.8
INDICE DE RUGOSIDAD SUPERFICIAL
Este parámetro permite evaluar la condición superficial del pavimento (IRI), es
decir, la calidad en la circulación. Este se define mediante un tratamiento
matemático del perfil longitudinal de la calzada en la huella por simulación, de los
desplazamientos verticales de una rueda al circular a 80 km/h. El IRI, expresado
en metros por kilómetro o en mm/m, representa la media de los desplazamientos
o ascensos y descensos por unidad de distancia.
Las mediciones fueron realizadas, a cargo de la Interventoría de la Concesión
Santa Marta -Paraguachón; con un equipo ROMDAS considerado como clase II
para el Banco Mundial. Con este sistema se obtiene básicamente una lectura
continua de la superficie del pavimento representada en valores IRI (International
Roughness Index) a intervalos de distancia predeterminadas (25 m) en unidades
de metros acumulados por kilómetro recorrido (m/Km.).
A continuación en la tabla No 8 se pueden evidenciar los rangos de calificación del
Índice de Rugosidad Internacional, dentro de la metodología del índice de estado
para concesiones de primera generación de acuerdo a la INCO, hoy en día ANI
(Agencia Nacional de Infraestructura).
42
Tabla No 8 Rango de Calificación.
RANGO DE CALIFICACION
UNIDAD DE
ELEMENTO
MEDIDA DE
Muy
CALIFICACION
Bueno
Bueno
Regular
Malo
4-3
3-2
2-0
3.5 – 4.5
4.5 – 6.5
6.5 - 12
5–4
Rugosidad
IRI m/Km
2 – 3.5
En la Figura No 20, se puede observar el comportamiento del IRI, tanto en el carril
izquierdo como en el derecho, durante todo el tramo comprendido del PR64+000
al PR72+000 del sector 90-09:
5.0
IRI
4.5
4.0
3.5
3.0
Carril
Derecho
Carril
Izquierdo
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
62000
64000
66000
68000
70000
72000
74000
Figura No 20 Índice de Rugosidad Superficial
Según a la figura anterior, el tramo en estudio no está cumpliendo debido a que
presentan valores mayores al 3.5, ubicados en el PR64+000 al PR65+000 y del
PR69+000 al PR71+000 en el carril izquierdo, ya que el carril derecho presenta
valores menores o igual de 3.5 desde el PR65+000 al PR72+000, el cual es el
mínimo valor de aceptación por parte de la Agencia Nacional de Infraestructura.
43
0.0
64000
k64+000
k64+301
k64+601
k64+901
k65+150
k65+450
k65+750
k66+050
k66+304
k66+605
k66+906
k67+150
k67+450
k67+750
k68+050
k68+300
k68+600
k68+902
k69+150
k69+450
k69+750
k70+001
k70+250
k70+550
k70+850
k71+100
k71+401
k71+703
k72+000
9. DIAGNÓSTICO
Is
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Is
5.0
4.0
IRI
3.0
2.0
1.0
65000
66000
67000
68000
44
69000
70000
71000
72000
1400.0
1200.0
1000.0
800.0
600.0
400.0
200.0
0.0
De acuerdo con el análisis de los deterioros tanto superficial como estructuralmente,
del tramo comprendido entre el PR64+000 al PR72+000 del sector 90-09 según las
figuras anteriores, indican que es un pavimento con abundantes fisuramientos de
origen estructural, constatando así los resultados de la deflectometría, la cual arrojó
que este tramo es estructuralmente pobre.
10. ALTERNATIVAS DE DISEÑO
A continuación se presentan las técnicas de rehabilitación para dar una solución
integral a los deterioros presentados en el tramo comprendido entre el PR64+000
al PR72+000 del sector 90-09.
En la tabla No 8 se puede evidenciar los parámetros actuantes en el tramo en
estudio de acuerdo con los resultados de la deflexión, en cada una de las
secciones homogéneas definidas anteriormente:
Tabla No 9 Parámetros.
Tramo
P.R.
Inicial
P.R.
Final
Mr
(Kg/Cm2)
Ep
(Kg/Cm2)
SNefectivo
1
64.000
65.100
817.58
6.809
3.06
2
65.150
67.501
1.180
22.825
4.21
3
67.550
68.950
1.880
19.030
4.34
13.325
3.93
4
69.000
69.649
1.306
5
69.700
71.050
1.053
11.906
3.53
6
71.050
71.750
1.189
34.831
4.07
7
71.800
72.448
964.20
30.607
4.62
Con los resultados calculados anteriormente, determinamos el SN requerido en
cada uno de los tramos definidos en las secciones homogéneas utilizando para
este caso la ecuación de la AASTHO 93, los cuales se resumen a continuación:
45
Tabla No 10 Calculo SN Requerido.
Tramo
P.R.
Inicial
P.R.
Final
Mr (PSI)
Ep(PSI)
SNefectivo
# Ejes
SNrequerido
∆SN
1
64.000
65.100
3836.56
96.824
3.06
4.520.000
5.35
2.29
2
65.150
67.501
5538.69
324.572
4.21
4.520.000
4.76
0.55
3
67.550
68.950
8822.09
270.607
4.34
4.520.000
4.08
0.26
4
69.000
69.649
6128.11
189.482
3.93
4.520.000
4.61
0.68
5
69.700
71.050
4939.03
169.303
3.53
4.520.000
4.94
1.41
6
71.050
71.750
5579.64
495.297
4.07
4.520.000
4.75
0.68
7
71.800
72.448
4524.66
435.232
4.62
4.520.000
5.08
0.46
Cabe aclarar que se asumieron los siguientes parámetros de acuerdo a las
recomendaciones de la Guía de Diseño:
Tabla No 11 Parámetros Asumidos.
Parámetro
Valor
Validación
Confiabilidad
90 %
Teniendo en cuenta que la vía se clasifica
como principal, con tránsito alto. Ref.
ASSHTO 1993
Desviación
estándar
0.49
Se adoptó este valor por ser una vía para
rehabilitación.
Índice de
servicio inicial
4.2
Se espera que luego de la intervención de
la vía su estructura funcione como una vía
nueva.
Índice de
servicio final
2.2
Se adopta este valor para que la vía no
presente un total deterioro al final del
periodo de diseño.
De acuerdo a los resultados de la tabla 10 se define realizar las siguientes
estrategias de intervención en cada uno de los tramos, con lo que se pretende
solventar los deterioros existentes y los requerimientos estructurales.
46
10.1 ESTRUCTURA TIPICA DEFINIDA
15 cm
N. CA
RAP
Nueva Carpeta Asfáltica
15 cm
MG
14 cm
Base Reciclada
Material Granular Existente
En este tramo se debe retirar la carpeta asfáltica existente de veinticinco (25) cm y
reemplazar por una carpeta nueva de quince (15) cm de espesor y una capa de
base reciclada (RAP) de quince (15) cm.
La estructura típica anterior se definió, con base en los cálculos realizados para
determinar el SN requerido de acuerdo a la formula de la ASSHTO 1993, para así
garantizar el periodo de diseño en el tramo en estudio comprendido del PR64+000
al PR72+000 del sector 90-09.
10.2 ESPECIFICACIONES DE LOS MATERIALES
Los materiales a utilizar definidos en la estructura típica, deben cumplir, en
general, con las exigencias consignadas en las Especificaciones Generales de
Construcción de Carreteras del Instituto Nacional de Vías – INVIAS del año 2007,
especialmente los siguientes artículos:

Artículo 300: Disposiciones generales para la ejecución de afirmados,
subbases granulares y bases granulares y estabilizadas.

Artículo 400: Disposiciones generales para la ejecución de riegos de
imprimación, liga y curado, tratamientos superficiales, sellos de arena
asfalto, lechadas asfálticas, mezclas asfálticas en frío y en caliente y
reciclado de pavimentos asfálticos.
47

Artículo 420: Riego de imprimación.

Artículo 421: Riego de liga.

Artículo 450: Mezclas asfálticas en caliente (concreto asfáltico y mezcla de
alto módulo).
48
11. CONCLUSIONES
1. Se cumplieron con los Objetivos propuestos en el inicio de este informe.
2. La alternativa de rehabilitación de un pavimento, depende de varios
parámetros que se relacionan directamente con el estado funcional y/o
estructural de los pavimentos; estos deben ser identificados, estudiado y
evaluados de forma independiente, para así presentar alternativas de
intervención a una solución integral de rehabilitación.
3. Las fisuras longitudinales y piel de cocodrilo, fueron los daños con mayor
severidad e incidencia en el tramo en estudio. Estos daños son causados
por la capacidad actual de la estructura.
4. Debido a los resultados de las deflexiones se evidenció una estructura de
media a pobre, por lo que se propuso mejorar la estructura para así cumplir
con los requerimientos para una vía con un periodo de servicio de 10 años.
5. El desarrollo del trabajo DEFINICIÓN DE
LA
ESTRATEGIA
DE
REHABILITACIÓN PARA LA VÍA SANTA MARTA – PARAGUACHÓN
ENTRE EL PR64+000 AL 72+000 DE LA RUTA 90-09, se logró afianzar los
criterios ingenieriles para el desarrollo del diagnóstico vial, e involucrar el
manejo de la GUÍA METODOLÓGICA PARA EL DISEÑO DE OBRAS DE
REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS ASFALTICOS DE CARRETERAS
DEL INVIAS, para así utilizarla en el desempeño diario como Especialista
de Ingeniería de Pavimentos.
49
12. BIBLIOGRAFIA
1. GUÍA
METODOLÓGICA
PARA
EL
DISEÑO
DE
OBRAS
DE
REHABILITACIÓN DE PAVIMENTOS ASFALTICOS DE CARRETERAS
DEL INVIAS – Segunda Edición – 2008.
2. Contrato 445 – 94 – Concesión Santa Marta – Paraguachón.
3. Información Concesión Santa Marta – Paraguachón.
4. Inventario de Daños, Medición IRI, Medición de la Resistencia al
deslizamiento y determinación de las variables estructurales, elaborado en
el año 2010, por la firma GEVIAL LTDA.
5. Volumen I Informe: Diagnóstico y Diseño de Intervenciones, elaborado en el
Año 2011, por la firma GEVIAL LTDA.
6. Medición y Cálculo de IRI – Ahuellamiento – Profundidad media de perfil
ETD, elaborado en el año 2013, por la firma GEVIAL LTDA.
7. Informe de deflectometría, elaborado en el año 2013, por la firma GEVIAL
LTDA.
50